6万吨曝气池课程设计要点

课程设计任务书课程设计报告书课程名称：xxxxxxxxxxxxxxxx学院：土木工程学院专业班级:11给排水科学与工程(1)班学生姓名：姚雨翔学号：20112997指导教师：xxx完成时间：2014年x月xx日课程设计任务书一、课程设计的内容（1）污水处理厂曝气池工艺比选，并对工艺构筑物选型做说明；（2）主要处理设施曝气池的工艺计算；（3）绘制主要构筑物图纸。二、课程设计应完成的工作（1）明确合理的污水处理厂的工艺流程，并对所选择工艺构筑物选型做适当说明；（2）确定主要处理构筑物曝气池的尺寸，完成设计计算说明书；（3）绘制主要处理构筑物曝气池的设计图纸(平面图以及剖面图)。课程设计任务书课程设计计算书1．项目概况本工程主要建设八百垧生活区的污水从西干渠截流管道工程，汇入污水处理厂水厂规模：6万吨收纳污水区域：乘风庄地区南部、银浪地区、八百垧地区和红岗地区2.设计依据和任务(1)原始依据设计题目:6万m3/d城镇污水推流式曝气池处理工程设计设计基础资料：原始数据:Q=60000m3/d(2)进出水水质分析项目CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)动植物油(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)进水水质27511517527.537.58一级B标准出水6020203201BOD/COD=0.420.3该废水可生化性较好3.工艺流程的确定3.1工艺流程的比较城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N，P,故可采用SBR或氧化沟法，或A2O法.ASBR法工艺流程：污水→一级处理→曝气池→处理水工作原理：课程设计任务书1）流入工序：废水注入，注满后进行反应，方式有单纯注水，曝气，缓速搅拌三种，2）曝气反应工序：当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要的工序，根据污水处理的目的，除P脱N应进行相应的处理工作。3）沉淀工艺：使混合液泥水分离，相当于二沉池，4）排放工序：排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直到最低水位，在反应器残留一部分活性污泥作为种泥。5）待机工序：工处理水排放后，反应器处于停滞状态等待一个周期。特点：①大多数情况下，无设置调节池的心要。②SVI值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀。③通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反应。④自动化程度较高。⑤得当时，处理效果优于连续式。⑥单方投资较少。⑦占地规模大，处理水量较小。BA2/O法优点：①该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺。②在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。③污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。④运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。缺点：①除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此。②脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。③对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。3.2工艺流程的选择本工程位于东北地区，对寒冷地区选择城市污水活性污泥法流程时，应充分考虑温度的影响，宜采用鼓风曝气供氧，不宜选用散热量大的表面曝气器供氧。课程设计任务书而氧化沟工艺采用的就是表面曝气器，池深浅，散热量很大，占地面积也较大。所以不宜在东北地区应用，不过也有在氧化沟上加盖来保证污水温度的做法。SBR虽然是鼓风曝气，但是在冬季滗水器悬空易结冰，使设备无法正常运行。故采用具有脱氮除磷的A2/O法。A2/O工艺将生物反应池分为厌氧池、缺氧池和好氧池。在厌氧阶段，从沉淀池排出的含磷回流污泥同原污水一起进入，聚磷酸菌释放磷，同时部分有机物开始进行氨化。随后污水进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q—原污水流量）。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气池，这一反应器是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的，混合液中含有NO3-N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD（或COD）则得到去除。流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。沉淀池的功能是泥水分离，污泥的一部分回流厌氧反应器，上清夜作为处理水排放。污水厂A2/O工艺流程图如下所示：内循环2Q︱︱进水→格栅→沉砂池→初沉池→除油装置→厌氧→缺氧→好氧→二沉池→消毒→排放↑︱（含磷）污泥回流︱︱↓↓外运←污泥脱水←污泥消化←污泥浓缩污水处理厂工艺流程图4.工艺流程设计计算4.1设计流量的计算平均流量：aQ=60000t/d≈60000m3/d=2500m3/h=0.694m3/s总变化系数：ZK=0.11Qa7.2(aQ－平均流量，L/s)0.112.70.6941.31设计流量maxQ：maxZaQKQ1.31×60000=78600m3/d=3275m3/h=0.9097m3/s课程设计任务书4.2A2/O池1.曝气池内混合液污泥浓度曝气池内活性污泥浓度Xv一般采用2500-4500mg/L，设计中取Xv=3000mg/L。2.回流污泥浓度610·rXrSVI（6-1）式中Xr——回流污泥浓度（mg/L）SVI——污泥指数，一般采用100；r——系数，一般采用r=1.26101.212000/100rXmgL3.污泥回流比·1vrRXXR（6-2）式中R——污泥回流比；rX——回流污泥浓度（mg/L），0.75120009000/rrXfXmgL300090001RR50%R4.TN去除率121100%SSeS（6-3）式中31.0020100%35.48%31.00e5.内回流比1eRe内（6-4）e——TN去除率（%）；S1——进水TN浓度（mg/L）；S2——出水TN浓度（mg/L），设计中取20mg/L。课程设计任务书式中R内——内回流倍数；35.48%0.55135.48%R内，设计中取值200%。4.3好氧池计算好氧池的计算采用污泥负荷法，用污泥龄法校核。1.BOD—污泥负荷率确定拟采用0.1kgBOD5/(kgMLSS·d)2.好氧池容积计算24()1000oesQSSVNX（6-5）式中V——生物反应池容积，m3；So——生物反应池进水五日生化需氧量，mg/L；Se——生物反应池出水五日生化需氧量，mg/L，当去除率大于90％时可不计入；Q——生物反应池的平均流量，m3/h；Ns——生物反应池五日生化需氧量污泥负荷，kgBOD5/（kgMLSS·d）；X——生物反应池内混合液悬浮固体平均浓度，gMLSS/L；3345000,4390431.01000)2097.245(76.58287mmV取3.硝化菌生长速率0.098(15)0.47()TaanNeNK（6-6）式中μ——硝化菌比增长速率d-1；Na——反应池中NH4+-N的浓度，mg/L，N=8mg/L；Kn——硝化作用中氮的半速率常数，℃，T=10℃；T——设计温度，℃-0.098(1015)1N8=0.47e()0.2581d课程设计任务书4.最小污泥停留平均时间cmN1140.25d（6-7）5.设计污泥停留时间cFμ（6-8）式中c——设计污泥停留时间，d；F——安全系数与峰值系数，1.5~3.0；c3120.25d。6.平均流量时水力停留时间hdQVt48.1877.058287450001（6-9）4.4缺氧池计算1.反硝化速率计算20()(20)1.08TdeTdeKK（6-10）式中KdeT——脱氮速率,（kgNO3-N）/（kgMLSS·d）；Kde(20)——20℃时的脱氮速率，可采用0.03～0.06（kgNO3-N）/（kgMLSS·d）；T——设计温度(℃)；1020()30.0451.080.023kgNO-N/(kgMLSS.d)deTK2.排出反应池微生物量计算1000oevtQSSXyY（6-11）式中Q——生物反应池的设计流量(m3／d)；△Xv——排出生物反应池系统的微生物量(kgMLVSS/d)；Yt——污泥总产率系数(kgMLSS／kgBOD5)，宜根据试验资料确定。无试验资料时，系统有初次沉淀池时取0.3，无初次沉淀池时取0.6～1.0；y——MLSS中MLVSS所占比例；课程设计任务书So——生物反应池进水五日生化需氧量(mg／L)；Se——生物反应池出水五日生化需氧量(mg／L)。dkgMLVSSXv56.8171000)2097.245(582873.075.03.缺氧池容积计算20.001()0.12ktevdeQNNXVKX（6-12）式中Nk——生物反应池进水总凯氏氮浓度，mg/L；Nt——生物反应池出水总氮浓度，mg/L；V2——缺氧池容积，m3。32118003023.056.81712.0)2065.35(58287001.0mV4.平均流量时水力停留时间hdQVt80.420.058287118002取5h4.5厌氧池计算厌氧池容积V3由生物除磷容积并考虑污泥回流计算，考虑计算容积较小，采用和好氧池、缺氧池、厌氧池按比例计算尺寸。取水力停留时间5h。4.6曝气池尺寸计算1.总有效容积由上述计算知，总有效容积为68600m3厌氧、缺氧、好氧各段水力停留时间的比值约为1:1:3.3，则每段的水力停留时间分别为：厌氧池内水力停留时间t1=5h；缺氧池内水力停留时间t2=5h；好氧池内水力停留时间t3=16.5h；总水力停留时间t=26.5h。2.平面尺寸曝气池总面积VAh（6-13）课程设计任务书式中A——曝气池总面积（m2）；h——曝气池有效水深（m）。设计中取h=7m，219800768600mA每组曝气池的面积1AAN（6-14）式中A1——每座曝气池面积（m2）；N——曝气池个数，设计中取2。21490029800mA每组曝气池共设5廊道，第1廊道为厌氧段，第2廊道为缺氧段，后三个廊道为好氧段，每廊道宽取7.0m，则每廊道长。1ALbn（6-15）式中L——曝气池每廊道长（m）；b——每廊道宽度（m）；n——廊道数。mL7051449003.尺寸校核227141hb5514701hb4.6曝气系统的设计计算1．需氧量计算(1)日平均需氧量O2O2＝a′QLr+b′VN′式中O2——曝气池混合液每日需氧量（dkgO2）a′——微生物氧化分解有机物过程中的需氧率；课程设计任务书b′——污泥自身氧化需氧率。取a′=0.5b′=0.15hkgOdkgOO2228.4461072578752850100021002500015.01000)20115(600005.0(3)去除每公斤BOD5需氧量ΔO2522/kgBODkgO13.015.05.0''NsbaO（3）最大需氧量O2maxO2max＝a′QLrK+b′VN′考虑BOD5负荷变化，最大需氧量变化系数K=1.4hOdkgOO22238.4941186578753990100021002500015.010004.1)20115(600005.0（3）空气离开曝气池面时，氧的百分比Ot%100)1(2179)1(21AAtEEO式中EA——氧转移率，%，对膜片式微孔曝气器，选EA=18%%9.17%100%)181(2179%)181(21tO（4）曝气池混合液平均饱和浓度Csb(T)按最不利温度考虑T=30℃mg/L29.8)219.1710013.110337.1(63.721)219.1710013.1(21555)30()30(